[發明專利]一種鋁靶材和含銅背板的釬焊焊接方法

有效

• 申請號: 201911061845.0
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110666281B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;邊逸軍;王學澤;袁海軍
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: B23K1/20
• 分類號: B23K1/20;B23K1/19
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發明涉及一種鋁靶材和含銅背板的釬焊焊接方法，所述釬焊焊接方法包括采用不同的焊料分別對鋁靶材和含銅背板進行浸潤處理，之后將二者結合，完成焊接過程，本發明所述方法焊接得到的鋁靶材和含銅背板的焊接件的焊接強度明顯提高，其焊接強度達70?100MPa，焊接結合率也明顯提高，且含銅背板能進行循環使用。

技術領域

本發明屬于焊接工藝領域，涉及一種鋁靶材和含銅背板的釬焊焊接方法。

背景技術

焊料結合(Solder Bonding)指的是利用熔點比母材(被焊接材料)熔點低的填充金屬(稱為釬料或焊料)在低于母材熔點、高于焊料熔點的溫度下，利用液態焊料在母材表面潤濕、鋪展和在母材間隙中填縫，與母材相互溶解與擴散，然后冷卻，使焊料凝固而實現零件間的連接的焊接方法；焊料結合時無需對焊件施加壓力，避免了因重力作用造成的焊件變形，是一種簡易、快捷的焊接方式。

焊料結合的研究重點是根據母材的性質選用合適的焊料并且盡可能的減少焊料的使用和提高焊料的回收率以降低生產成本。目前半導體靶材領域應用較為廣泛的焊料有兩種：一種是銦，銦具有低熔點，延展性好等優點，降低了靶材焊接時的使用溫度，減少了母材在高溫及冷卻時的變形。但焊接強度相對較低，只有5-7MPa。還有一種是Sn合金焊料，例如Sn-Pb-Ag焊料、Sn-Ag-Cu焊料或Sn-Zn焊料等，Sn合金焊料的優點是價格便宜，焊接強度高，平均30-50MPa，而Sn合金焊料的缺點是焊料較硬，延展性差。

目前，鋁靶材和含銅背板的釬焊焊接通常使用Sn合金焊料。出于環保的考慮，Sn-Ag-Cu焊料和Sn-Zn焊料等無鉛焊料越來越成為主流。Sn-Ag-Cu焊料與鋁靶材和含銅背板間均具有一定的潤濕性，可用于鋁靶材和含銅背板間的焊接，焊接良好的情況下，焊料的焊接強度一般為30-50MPa。而Sn-Zn焊料由于與銅或銅合金間易反應生產金屬間化合物，從而“腐蝕”含銅背板，造成焊接強度下降，且含銅背板只能使用一次，不能像使用Sn-Ag-Cu或In焊料那樣可以實現含銅背板的多次重復利用，所以Sn-Zn焊料一般只用于Al靶材和Al背板間的焊接，不宜直接用于鋁靶材和含銅背板間的焊接。

CN110253103A公開了一種銅鋁焊接方法，步驟一：將鋁排電鍍錫或電鍍鎳，使得鋁排表面形成一層均勻分布附著良好的鍍錫層或鍍鎳層；步驟二：將銅排和鋁排電鍍錫或電鍍鎳的一面固定，來回移動焊槍均勻加熱焊接部位，焊件溫度達到300-400℃時，將焊接錫絲加入焊接部位，讓錫絲均勻熔化流入焊縫中，保證焊接部位焊料鋪展平整，移開焊槍并讓其自然冷卻，完成焊接；此方案所述焊接方法的焊接過程復雜，且焊接強度較低。

因此，目前焊接鋁靶材和含銅背板的方法仍存在著焊接強度低的問題，因此，開發一種焊接強度高，且含銅背板能循環使用的鋁靶材和含銅背板的焊接方法仍具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋁靶材和含銅背板的釬焊焊接方法，所述釬焊焊接方法包括采用不同的焊料分別對鋁靶材和銅或銅合金進行浸潤處理，之后將二者結合，完成焊接過程，本發明所述方法焊接得到的鋁靶材和含銅背板的焊接件的焊接強度明顯提高，其焊接強度達70-100MPa，焊接結合率也明顯提高，且含銅背板能進行循環使用。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種鋁靶材和含銅背板的釬焊焊接方法，所述方法包括以下步驟：

(1)采用第一焊料對所述鋁靶材的焊接表面進行浸潤處理；

(2)采用第二焊料對所述含銅背板的焊接表面進行浸潤處理；

(3)將所述鋁靶材的焊接表面與所述含銅背板的焊接表面結合，之后冷卻，得到鋁靶材和含銅背板的焊接件；

其中，所述第一焊料為Sn-Zn焊料，所述第二焊料為Sn-Ag-Cu焊料和/或Sn-Pb-Ag焊料。